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気泡核生成現象解明のための大規模分子動力学シミュレーションシステムの開発

开发用于阐明气泡成核现象的大规模分子动力学模拟系统

基本信息

批准号：
09J05452
负责人：
高橋和義
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,分子シミュレーションにおいて必要不可欠な分子間相互作用,特にクーロン力のような長距離相互作用の計算に注目し,現存する相互作用計算手法よりも高速な新たな計算手法を開発すること,またそれを用いて大規模系における核生成現象のシミュレーションを行うことを目的とする.多くの分子シミュレーションではその計算系に周期境界条件を仮定する.この周期性を利用して,長距離相互作用をフーリエ級数が含まれた表式に書き下すことで計算の効率化を図る手法をEwald法とよぶ.これは現在最もよく用いられている長距離相互作用計算手法である.しかしフーリエ級数の計算は近年の大規模並列計算においては通信の負荷が大きく不向きであるとされる.そこで報告者は,長距離効果を近似的に取り入れることでフーリエ級数の計算を行わずに長距離相互作用計算ができるIsotropic Periodic Sum(IPS)法に注目した.2010年度の研究成果から,報告者は大規模並列計算に特化した新規手法であるIPS/Tree法の計算精度についての成果を1編の論文として投稿し,掲載された.その一方で,2010年度の研究成果はIPS法の持つ根本的な問題点とその物理像を明らかにした.IPS法のひとつであるIPSn法は,極性分子のバルク系において強いカットオフ依存性をもたらす.この問題を解決したとされたIPSp法は,極性分子の気液界面系において,界面構造を再現しない.IPSn法の問題点はカットオフ境界における塊界条件の不足が原因であり,この原因に対してIPSp法は遮蔽電荷を用いて解決しようとした点に問題があった.これらの問題点を解決しない限り,IPS/Tree法は大規模並列計算に特化した新規手法としての価値を十分に満たさないと判断した.そこで報告者は2011年度の研究方針を転換した。具体的には,IPS法の根本的な問題点の背景にある物理像を参考に,基本概念レベルでの改良を加えた新規IPS法であるLinear combination based IPS(LIPS)法を開発した.このLIPS法は従来のIPS法が持つ問題点をすべて解決した.その結果は第25回分子シミュレーション討論会において発表された.またこの成果は1編の論文としてまとめられ,現在投稿中である.

In this study, it is necessary for molecules to interact with each other, especially for the calculation of long-distance isolated interactions. in this study, the calculation of long-distance isolated interactions is very important in the calculation of long-distance isolated interactions. Using the large-scale model system, the nuclear generation is similar to that of the target system. The system of multi-molecular calculation is based on the periodic boundary conditions. The number of cycles of long-distance and long-distance interactions is calculated by using the Ewald method, which is based on the calculation of the frequency of the cycle. At present, the most important thing is to use the calculation method of long-distance separation interaction. In recent years, we have calculated the number of large-scale traffic in recent years, and we have calculated that there is a large amount of traffic in recent years. In the year 2010, the research results of the year 2010 were published, and the reporter made a large scale model and listed the calculation accuracy of the new rules and methods. The accuracy of the IPS/Tree method is very good. I'm sorry, I'm sorry. The IPS method is based on the fundamental problem points, physical images, iPS methods, IPSn methods, sex molecules, dependence, dependence, and so on. In order to solve the problem, the IPSp method is used to solve the problem, and the liquid interface system of the molecular molecule is used to solve the problem. The IPSN method is used to solve the problem that the boundary condition is insufficient, and the cause is different. The IPSp method is used to shield the load, and to solve the problem. In order to solve the problem, the IPS/Tree method is used to analyze the large-scale model and calculate the new rules and methods. The reporter

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

LIPS法:均一系および不均一系の長距離相互作用計算に対応した一般化IPS法の開発

LIPS 方法：开发用于同质和异质系统中长程相互作用计算的通用 IPS 方法

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
深見真希;久本憲夫;高橋和義
通讯作者：
高橋和義

Cutoff radius effect of the isotropic periodic sum and Wolf method in liquid-vapor interfaces of water

水液-汽界面各向同性周期和与 Wolf 法的截止半径效应

DOI：
发表时间：
期刊：
The Journal of Chemical Physics
影响因子：
0
作者：
Yoshiaki Umemoto;Toshiyoshi Araki;萩田澄彦;萩田澄彦;近藤康裕;高橋重成;K.Takahashi;K.Z.Takahashi
通讯作者：
K.Z.Takahashi

Cutoff radius effect of the isotropic periodic sum method in homogeneous system. II. Water

均匀系统中各向同性周期和法的截止半径效应。